В систему диагностики железнодорожных путей внедряют передовые решения

ЭкспертHi-Tech

Железная дорога попалась в нейросеть

Российская компания три десятилетия совершенствует систему диагностики железнодорожных путей, внедряя в эту сферу передовые решения и завоевывая внешние рынки

Анастасия Филиппова

Диагностику железнодорожных путей можно осуществлять как при помощи отдельных вагонов-лабораторий, так и посредством компактных систем, установленных на обычных поездах

В 1990 году группа научных работников из самарских НИИ и специалисты, пришедшие из аэрокосмической промышленности, объединились, чтобы разрабатывать системы и средства диагностики рельсовой инфраструктуры. Так появилась компания «Инфотранс». «Помимо создания новых систем у основателей фирмы была благородная миссия — сохранение интеллектуального потенциала. Иначе мы могли бы просто все растерять», — рассказывает Юрий Седёлкин, заместитель генерального директора компании по инновационным проектам. С тех пор предприятие прошло путь от механических средств диагностики к электронным системам, роботизации и цифровому интеллекту при контроле за состоянием железных дорог.

Железнодорожные пути — сложная и подвижная конструкция. В условиях, когда по рельсам круглые сутки проносятся поезда, нужно регулярно проверять исправность всех элементов. «Можно сравнить это с уборкой в квартире, — поясняют в компании. — На полках постоянно образуется пыль, которую надо смахивать, чтобы поддерживать чистоту. Так и у нас речь идет о выявлении и оперативной корректировке небольших отклонений».

Впрочем, здесь даже маленькие проблемы, если их вовремя не устранить, могут привести к серьезным последствиям. По данным РЖД, с 2013 года на железных дорогах в России произошло более 40 ЧП из-за внезапных деформаций и разрушения объектов земляного полотна и нарушения целостности искусственных сооружений.

В 2021 году благодаря работе автоматизированных систем видеонаблюдения было выявлено 330 случаев излома стыковых накладок, что позволило избежать сходов подвижного состава с рельсов.

Раньше для диагностики использовали вагоны-лаборатории. Под ними размещались механические счетнорешающие устройства, связанные, в свою очередь, с самописцами, фиксировавшими измерения на бумаге. Затем специалисты анализировали полученные графики при помощи линеек-шаблонов. Помимо этого пути осматривали обходчики, проверяя их надежность посредством различного контрольно-измерительного оборудования.

Появление компьютеров привело к значительным изменениям в сфере диагностики железнодорожных путей. У специалистов появились компактные системы с датчиками и электронными блоками. «Инфотранс» стал одной из первых компаний в России, освоивших новые технологии. «К тому моменту системы диагностики в стране сильно устарели: они были механическими, без автоматизации. Требовались новых технологии, — отмечает Юрий Седёлкин. — К тому же целый ряд предприятий, которые делали системы диагностики для железной дороги, оказался за пределами России. Поэтому вопрос о развитии собственного производства, причем на более высоком уровне, стоял очень остро».

Для начала компания совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) начала практически с нуля выстраивать отраслевую метрологию. В случае с железной дорогой это непросто, так как сама измеряемая система нестабильна: рельсы гнутся, резиновые прокладки амортизируются, в зависимости от поездных нагрузок и изменяющихся температур по-разному работает балласт, который заполняет пространство между нижней частью шпал и основной площадкой земляного полотна. Такая подвижность нужна, чтобы путь не «зажимался» и колесные пары свободно катились по нему. Однако из-за этого данные измерений даже в практически одинаковых условиях оказывались разными. «Инфотранс» вместе с ВНИИЖТ разработал методологию, основанную на понятиях повторяемости, воспроизводимости и сопоставимости измерений.

Помимо этого в компании с нуля создали программное обеспечение и оборудование с собственными электронными платами, доработанными под свои нужды датчиками и гиросистемами собственной конструкции. Таким образом удалось автоматизировать многие процессы, которые ранее выполнялись вручную.

Роботы и нейросети

Сейчас «Инфотранс» — компания полного цикла. Она создает измерительные методики, пишет ПО, выпускает аппаратуру и системы контроля, занимается обучением персонала, ремонтом своих комплексов. В компании трудится порядка 350 человек, из них почти сотня занимается разработками: это программисты, методисты, конструкторы, электронщики, испытатели.

В 2014 году «Инфотранс» совместно с РЖД и Siemens разработал систему диагностики путей для установки на скоростных поездах. Она была полностью автономной и действовала в фоновом режиме во время обычных железнодорожных перевозок, ведя мониторинг сразу по 76 параметрам. В этом случае для диагностики не требуется отдельный локомотив и экипаж — достаточно лишь обеспечить электропитание. Систему установили на поезд «Сапсан», курсирующий между Москвой и Санкт-Петербургом, причем оборудование удалось разместить без вмешательства в штатные установки и планировку вагонов, сохранив все пассажирские места. Позже устройство появилось и на скоростном электропоезде «Ласточка».

Модификация роботизированной системы работает на маневровом локомотиве и отслеживает состояние путей, а также стрелочных переводов. Это позволяет уйти от сложной проверки с помощью вагонов-путеизмерителей и обойтись без обследования стрелок вручную. В итоге практически полностью исключается человеческий фактор и снижается число ошибок. Автономные системы диагностики действуют в тандеме с информационно-аналитическими платформами. Такие платформы аккумулируют данные со всех датчиков, обрабатывают их, синхронизируют и на основании этого выдают анализ состояния инфраструктуры, оценивая особенности ее содержания и потребность в ремонте.

С появлением искусственного интеллекта компания начала использовать нейросети. Предприятие вывело на рынок ПО, которое с помощью ИИ анализирует показания диагностических устройств и изображения с камер наблюдения, сопоставляет видео с картинкой в «норме» и отмечает отклонения: проблемы с рельсами, дефекты шпал, поврежденные рельсовые скрепления, плохое состояние грузокомпенсаторов контактной сети. Поскольку комплексы оборудованы не только датчиками, но и видеокамерами, можно отследить состояние опор контактной сети, распознать светофоры и другие объекты. Как и более ранние роботизированные установки, комплексы с ИИ используются на поездах, которые регулярно курсируют по маршрутам. Это позволяет вести непрерывный мониторинг путей и создавать архив данных, чтобы оценивать изменения в динамике.

Вскоре оказалось, что лазерные датчики восприимчивы к внешним условиям: снег, туман, пыль, трава на путях могут исказить их показания. Чтобы решить проблему, в «Инфотрансе» сначала придумали токовихревые всепогодные датчики, которые лишены этих недостатков, но менее точны. А затем для повышения точности приборов задействовали нейросеть. ИИ, получая показания сразу и с лазерных, и с токовихревых устройств, сравнивает их, анализирует и при необходимости вносит корректировки.

В компании отмечают, что нейросети лишь дополняют их предыдущие разработки, но не заменяют весь накопленный опыт. «Нейросетевые технологии просто один из инструментов, который используется в наших системах и облегчает людям работу», — уточняет Юрий Седёлкин.

«Инфотранс» в разные годы поставлял продукцию и за границу — в страны Центральной Европы, СНГ и Закавказья. Предприятие также сотрудничает со странами Азии, Северной Африки и Ближнего Востока. Доля компании на российском рынке составляет 50%.

В 2013 году «Инфотранс» победил в объявленном Немецкой железной дорогой тендере на поставку системы контроля геометрии рельсовой колеи и рельсов для измерительных поездов RaiLab. В рамках этого тендера предприятие поставило в Германию свою инновационную бесконтактную систему MIBIS, отличительная особенность которой — контроль геометрии рельсовой колеи и рельсов во всем диапазоне скоростей, включая малые, практически с нуля.

Спустя два года компания выиграла тендер Швейцарских федеральных железных дорог на создание многофункционального диагностического комплекса (gDFZ). Такой комплекс нужен для контроля параметров путевой инфраструктуры, состояния контактной сети, взаимодействия пути и подвижного состава, видеоконтроля верхнего строения пути. Разработка включала в себя системы видеонаблюдения и позиционирования, в том числе спутниковую навигацию и привязку к реперным объектам инфраструктуры, что позволило синхронизировать все результаты в единой системе координат. Одной из целей проекта стала инспекция 57-километрового Готардского базисного тоннеля — второго по длине железнодорожного тоннеля в мире.

С 2019 года «Инфотранс» принимает участие в проекте Минэкономразвития «Национальные чемпионы», куда отбираются компании, которые показывают высокие темпы развития, обладают значительным инновационным потенциалом и имеют собственные конкурентоспособные продукты и услуги. «В рамках проекта “Национальные чемпионы” мы можем сотрудничать с другими интересными фирмами, обмениваться идеями», — говорит Юрий Седёлкин.

«Инфотранс» не вдается в подробности своих планов. Но на предприятии говорят, что собираются применять новые разработки не только в сфере диагностики рельсов, но и в других отраслях.

Фото: предоставлено компанией «Инфотранс»

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Меняю автомат на беспилотник Меняю автомат на беспилотник

Первое боестолкновение, где решающую роль сыграли беспилотные дроны

Популярная механика
Анатолий Корнеев: как изменить отношение россиян к алкоголю Анатолий Корнеев: как изменить отношение россиян к алкоголю

Анатолий Корнеев: почему в России плохо развита культура потребления алкоголя

СНОБ
Застройщик взмывает в небо Застройщик взмывает в небо

Девелоперская группа «Самолет» планирует стать крупнейшим застройщиком Европы

Эксперт
Страшно влиятельный доктор Страшно влиятельный доктор

Из чего 105 лет назад появился первый хоррор

Weekend
Российские деньги в условиях мировой многополярности Российские деньги в условиях мировой многополярности

Какой может быть денежная система, основанная на энергетическом эквиваленте

Эксперт
Как найти свое счастье: бесценные научные советы Как найти свое счастье: бесценные научные советы

Формула счастья будет уникальной для каждого человека. Но как найти свою?

Psychologies
Как набрать мышечную массу: 10 советов о тренировках и образе жизни Как набрать мышечную массу: 10 советов о тренировках и образе жизни

Люк Эванс смог набрать мышечную массу, и вы сможете.

GQ
В поисках рифмы: каким получился музыкальный фильм про Пушкина с Юрой Борисовым В поисках рифмы: каким получился музыкальный фильм про Пушкина с Юрой Борисовым

Святослав Иванов рассказывает, каким получился байопик с Юрой Борисовым

Forbes
«Правда и вера светлее солнца» «Правда и вера светлее солнца»

Репортаж из Пскова об уникальной псковской иконе

Монокль
Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами

Японские инженеры разработали биогибридную руку с человеческими мышцами

N+1
Связанные одной целью Связанные одной целью

Можно ли в одном организме объединить несколько разных существ?

Вокруг света
Молодость навсегда Молодость навсегда

Важные бьюти-ингредиенты, которые помогают нам дольше оставаться молодыми

Лиза
Алло, гараж! Алло, гараж!

Как, зачем и для кого в России создают мотоциклы на заказ

Men Today
5 вопросов, которые помогут достичь эмоциональной близости в отношениях 5 вопросов, которые помогут достичь эмоциональной близости в отношениях

Вопросы для определения уровня взаимопонимания и эмоциональной связи с партнером

Inc.
Экономический код культуры Экономический код культуры

Опекаемые и окупаемые блага должны обмениваться результатами творчества

Ведомости
Otyken: Россия такая большая страна, зачем еще куда-то ехать? Otyken: Россия такая большая страна, зачем еще куда-то ехать?

Как нужно делать музыку, которую будут слушать

Монокль
Как люди! Обезьяны могут интуитивно «предугадывать мысли» людей Как люди! Обезьяны могут интуитивно «предугадывать мысли» людей

Способны ли обезьяны интуитивно «читать мысли» других существ?

ТехИнсайдер
Мирные переговоры войне не помеха Мирные переговоры войне не помеха

История завершения военных конфликтов с участием СССР и США

Монокль
Популяризация свинины Популяризация свинины

Что поможет увеличению потребления свинины

Агроинвестор
Исследование: в мозге человека нанопластика хватит на целую пластиковую ложку! Исследование: в мозге человека нанопластика хватит на целую пластиковую ложку!

Какие последствия может иметь для здоровья наличие в мозге нанопластика?

ТехИнсайдер
«Нельзя быть безразличным к своей профессии» «Нельзя быть безразличным к своей профессии»

Энолог винодельни «СоберБаш» о важности рейтингов и выборе профессии

РБК
Железные герцогини Железные герцогини

Тренды рынка самых дорогих классических автомобилей мира

RR Люкс.Личности.Бизнес.
ЗПИФы приросли деньгами и пайщиками ЗПИФы приросли деньгами и пайщиками

Рыночные ЗПИФы недвижимости продолжают активно привлекать новых клиентов

Деньги
Ученые обнаружили планету, на которой возможно есть жизнь Ученые обнаружили планету, на которой возможно есть жизнь

Какая еще планета, кроме Марса, способна поддерживать жизнь?

Inc.
В глубинах Бермудского треугольника В глубинах Бермудского треугольника

Снег в глубинах океана и те, кто им питается

Наука и жизнь
Людмила Полякова: «Соломин дважды изменил мою судьбу» Людмила Полякова: «Соломин дважды изменил мою судьбу»

Если бы не он, не бывать мне артисткой. Соломин стал моим ангелом-хранителем

Коллекция. Караван историй
Евгения Громова: «Интересно жить свою жизнь – это уже поступок» Евгения Громова: «Интересно жить свою жизнь – это уже поступок»

Евгения Громова о смелости, режиссерском опыте и важности личных границ

VOICE
«Вино знакомит с интересными людьми» «Вино знакомит с интересными людьми»

Тренд на белые вина был очевиден. Любители вина уходят в более легкую историю

РБК
Без сна Без сна

Инструкция к идеальной ночи

Men Today
Борьба за пятое измерение Борьба за пятое измерение

Россия наметила свой путь освоения технологий — в стороне от мировой схватки

Монокль
Открыть в приложении